JP2000347478A

JP2000347478A - 接触型帯電器及び画像記録装置

Info

Publication number: JP2000347478A
Application number: JP15540399A
Authority: JP
Inventors: Akishige Murakami; 明繁村上; Shuichi Hikiji; 秀一曳地; Itaru Fujimura; 格藤村; Yoshikazu Nakayama; 喜萬中山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2000-12-15
Anticipated expiration: 2019-06-02
Also published as: JP3778724B2

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、注入速度が遅く十分な帯電電圧が
得られず、湿度等の環境変動に敏感であり、長期の使用
で帯電電圧が変動し、オゾンやＮＯｘが発生し、外部電
源の電圧が高いという課題を解決しようとするものであ
る。【解決手段】この発明は、被帯電体１００の表面と接
触し、被帯電体１００に電圧を印加することによって被
帯電体１００を所定の表面電位に帯電させる接触型帯電
器１１０において、被帯電体１００と接触する面にカー
ボンナノチューブ１２０があるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機、プリンタ、
ファクシミリ等の画像記録装置の接触型帯電器、及び接
触型帯電器を有する画像記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被帯電体の表面を帯電させる帯電
方式は、コロナ放電を行うコロトロン、スコロトロンが
主流であったが、ローラ帯電方式へと移行されつつあ
る。ローラ帯電方式は、導電性ゴムローラからなる帯電
ローラを被帯電体としての感光体と接触させ、この感光
体と帯電ローラとの微小空隙で放電を起して感光体の表
面を帯電させる方式であり、コロトロンと比較してオゾ
ンが著しく低減される（１／１００〜１／５００に低減
される）。また、最近では電荷注入方式が注目されてい
る。

【０００３】電荷注入方式は、放電を起さないで、接触
型帯電器から直接に被帯電体に電荷を注入して被帯電体
を帯電させる方式であり、原理的にオゾンは発生しな
い。電荷注入方式においては、接触型帯電器と感光体と
の接触抵抗や微小空間の容量が電荷を注入する際の注入
速度に影響を与えるため、接触型帯電器と感光体との接
触抵抗が低いほど良いと考えられる。

【０００４】そのため、特開平６−７５４５９号公報記
載の接触型帯電器では、テトラシアノキノジメタン（Ｔ
ＣＮＱ）等の電子受容性化合物とテトラチアフルバレン
（ＴＴＦ）等の電子供与性化合物から構成される電荷移
動錯体を高分子ネットワークに置換し、全体に導電性を
付与した高分子材料からなる導電性ゴムで帯電ローラを
作っている。

【０００５】特開平７−１４０７２９号公報記載のもで
は、吸水性のスポンジローラを用いて感光体に電荷を注
入している。特開平９−１０１６４９号公報には、図１
１に示すように、金属芯１１１１上に導電性繊維１１１
２を植毛してなる帯電ブラシ１１１０の金属芯１１１１
に直流電源１１０３から帯電バイアスを印加して帯電ブ
ラシ１１１０により、基体１１０１上に感光層１１０２
を形成してなる感光体１１００を帯電する接触型帯電器
において、帯電ブラシ１１１０の導電性繊維１１１２を
エッチング繊維ないし分割繊維にすることによって導電
性繊維１１１２と感光体１１００との接触面積を増加さ
せ、電荷注入の速度を向上させることが記載されてい
る。

【０００６】ここに、エッチング繊維とは導電性繊維の
成分の一部を薬液で溶解し、１本の導電性繊維を太さ方
向で複数本に分割した繊維である。また、分割繊維とは
加熱時の各部の熱収縮の差を利用し、１本の導電性繊維
を太さ方向で分割した繊維である。これらの処理により
形成したエッチング繊維ないし分割繊維を用いることに
より、細い径の導電性繊維を用いたことになり、導電性
繊維と感光体との接触面積を増加させることができる。

【０００７】また、接触型帯電器の別の構造として磁気
ブラシが挙げられる。一般に、磁気ブラシは、磁性導電
粒子の直径を大きくすると、マグネットロールからの規
制力が大きくなり、帯電ブラシや帯電ブレード、帯電ロ
ーラよりも大きなニップ幅を形成できる。しかしなが
ら、磁性導電粒子の直径が大きくなると、逆に感光体と
の接触面積が減少する。そのため、最適な磁性導電粒子
の大きさが存在した。

【０００８】磁性導電粒子の形状については、図１２に
示すように、表面が平滑な磁性導電粒子１２１３と表面
に凹凸のある磁性導電粒子１２１４を混合したものを用
い（特開平８−６３５５号公報参照）、また図１３に示
すように、２つの粒径分布を持つ磁性導電粒子（粒径の
大きな磁性導電粒子１２１５と、粒径の小さな磁性導電
粒子１２１６）を用いて（特開平８−６９１４９１号公
報参照）、マグネットロール１２１１の規制力を維持し
大きなニップ幅を確保しながら感光体と磁性導電粒子の
接触面積を増加させる試みがなされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】コロトロン、スコロト
ロンでは、コロナ放電は空気中に電界をかけることか
ら、オゾンやＮＯｘなどの有害物質を大量に発生するこ
とや、帯電効率が低いために消費電力が多く、また４〜
６ｋＶの高圧電源が必要であるためにコストが高く、か
つ人体に対して危険性があるといった欠点があった。近
年の環境に対する配慮から、このようなコロトロン、ス
コロトロンを改善することは急務であり、ローラ帯電方
式へと移行されつつある。

【００１０】しかしながら、ローラ帯電方式でも、感光
体と帯電ローラとの微小空隙に電圧を加えてコロナ放電
を起すことから、原理的にオゾン発生をゼロにはできな
い。また、オゾンが感光体近傍で発生するためにオゾン
による感光体の劣化は依然として課題として残る。よっ
て、オゾンを全く発生しない帯電方式が強く望まれ、最
近では電荷注入方式が注目されている。

【００１１】ところが、香川、古川、新川らによるＪａ
ｐａｎＨａｒｄｃｏｐｙ ‘９２，ｐｐ２８７〜２９
０の報告によれば、電荷注入方式においては、８０％Ｒ
Ｈの高温下では有機感光体（以後ＯＰＣと略す）は十分
な帯電電圧が得られるが、３０〜５０％ＲＨの温度下で
は印加電圧の半分までしか感光体が帯電されず、注入速
度が遅いことが判る（図１０参照）。これは、感光体と
帯電ローラの接触面積（ニップ幅）が小さいことと、帯
電ローラを構成する導電性ゴムが十分に低抵抗化してい
ないためと予想される。

【００１２】つまり、低抵抗の導電性ゴムを得るには電
荷移動錯体を多量にドーピングする必要があるが、その
ドーピング量が多くなると、高分子自体のネットワーク
の柔軟性が減少し、導電性ゴムのゴム硬度が大きくなる
のではないかと思われる。例えば、特開平６−７５４５
９号公報記載の接触型帯電器では、導電性ゴムの抵抗は
１０⁶Ω・ｃｍとなっており、適度なゴム硬度を維持し
ながら導電性ゴムを低抵抗化することは高分子材料の選
択の点から容易ではないと予想される。

【００１３】また、図１０に示すように全体に導電性を
付与した高分子材料からなる導電性ゴムでは、帯電電位
が湿度に敏感であるため、環境を厳密に制御する必要が
あり、構造が複雑になる。

【００１４】特開平７−１４０７２９号公報記載のもで
は、吸水性のスポンジローラを用いて感光体に電荷を注
入しているが、吸水性のスポンジローラを用いる場合、
スポンジローラの含水率がローラ抵抗や電荷の注入速度
に大きな影響を与えるので、スポンジローラからの水分
蒸発によって帯電電位が変動する恐れがある。帯電電位
の変動を抑えるためには、スポンジローラからの水分蒸
発を長期に渡って厳密に制御する必要があり、接触帯電
部材の構造が複雑になり、安価に製造することができな
い。

【００１５】特開平９−１０１６４９号公報記載の接触
型帯電器では、帯電ブラシ１１１０の導電性繊維１１１
２をエッチング繊維ないし分割繊維にしているが、分割
された繊維の引っ張り強度は分割前の繊維と比較して分
割された分だけ小さくなる。その結果、導電性繊維は、
感光体と接触した場合に分割された繊維が切断されやす
くなり、長期の使用では帯電電位のバラツキを起し、接
触型帯電器の寿命を低下させる原因となってしまう。逆
に長寿命の接触型帯電器を得ようとすると、導電性繊維
の分割数を多くできないため、導電性繊維と感光体との
接触面積の著しい増加は期待できず、電荷の注入速度の
向上の著しい改善はできない。

【００１６】特開平８−６３５５号公報、特開平８−６
９１４９１号公報記載のものでは、感光体との接触面積
の増加に寄与する磁性導粒子は用いた磁性導電粒子１２
１３〜１２１６のうち凹凸のある磁性導電粒子１２１４
と粒径の小さな磁性導電粒子１２１６だけであるので、
磁性導電粒子と感光体との接触面積の著しい増加は期待
できず、高速の画像記録装置においては十分な帯電電位
が得えられにくかった。

【００１７】本発明は、電荷注入によって被帯電体を帯
電させる接触型帯電器の場合には、注入速度が速いため
被帯電体に十分な帯電電圧を与えることができ、かつ湿
度等の環境変動に対して耐性があり、さらに長期の使用
では帯電電圧の変動を小さくでき、また被帯電体との微
小空隙でのコロナ放電を利用する接触型帯電器の場合に
は、オゾンやＮＯｘの発生を低減でき、かつ外部電源の
低電圧化を実現できる接触型帯電器を提供することを目
的とする。

【００１８】さらに、本発明は、オゾンやＮＯｘを発生
せず、かつ接触帯電器の外部電源を低電圧化することが
でき、良好な画像を得ることができる画像記録装置を提
供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、被帯電体の表面と接触し、
被帯電体に電圧を印加することによって被帯電体を所定
の表面電位に帯電させる接触型帯電器において、被帯電
体と接触する面にカーボンナノチューブがあるものであ
る。

【００２０】請求項２に係る発明は、請求項１記載の接
触型帯電器において、前記カーボンナノチューブが主にＣＨ＝ｎａ₁＋ｍａ₂ ｎ−ｍ＝３ｋａ₁，ａ₂：二次元六角格子の基本並進ベクトルｎ，ｍ，ｋ：整数なる式のカイラルベクトルＣｈで記述される単層カーボ
ンナノチューブであるものである。

【００２１】請求項３に係る発明は、請求項１記載の接
触型帯電器において、前記カーボンナノチューブが多層
カーボンナノチューブであるものである。

【００２２】請求項４に係る発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の接触型帯電器であって帯電ブラシからな
り、この帯電ブラシの導電性繊維の表面に前記カーボン
ナノチューブがあるものである。

【００２３】請求項５に係る発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の接触型帯電器であって帯電ローラからな
るものである。

【００２４】請求項６に係る発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の接触型帯電器であって帯電ブレードから
なるものである。

【００２５】請求項７に係る発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の接触型帯電器であって磁気ブラシからな
り、この磁気ブラシの磁性導電粒子の表面に前記カーボ
ンナノチューブがあるものである。

【００２６】請求項８に係る発明は、請求項１〜７のい
ずれかに記載の接触型帯電器を有するものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例（以下実
施例１という）を示す。この実施例１は接触型帯電器の
形状として帯電ブラシを用いたものである。帯電ブラシ
１１０は、金属芯１１１と導電性繊維１１２が接続さ
れ、さらに各々の導電性繊維１１２にはカーボンナノチ
ューブ１２０が接続される構造を持つ。そして、帯電ブ
ラシ１１０は、主にカーボンナノチューブ１２０で被帯
電体としての感光体１００の表面と接触している。ニッ
プ部の一部では導電性繊維１１２が直接に感光体１００
の表面と接触していても何ら構わない。

【００２８】感光体１００は、ドラム形状のＡｌからな
る基体１０１と、この基体１０１の上に形成された有機
感光層１０２からなる有機感光体（ＯＰＣ）で構成され
ており、必要に応じて基体１０１と有機感光層１０２と
の間に電荷注入阻止層が設けられる。帯電ブラシ１１０
の金属芯１１１は外部の直流電源１０３に接続されて直
流電源１０３から電圧が印加され、主にカーボンナノチ
ューブ１２０から有機感光層１０２に直接に電子を注入
（つまり負帯電の電荷を注入）することで感光体１００
を帯電させる。なお、一部の電荷は有機感光層１０２と
直接に接触する導電性繊維１１２から注入してもよく、
またカーボンナノチューブ１２０から電子が電界放出に
よって引き出されて有機感光層１０２を帯電しても構わ
ない。

【００２９】電荷注入では接触帯電器と有機感光層との
接触部で直接に電荷の授受を行うため、実用的な注入速
度を得るためには接触帯電器と有機感光層との接触面積
を大きくしなければならない。しかしながら、一般的に
は帯電ブラシの導電性繊維の直径は１０〜２０μｍ程度
であり、ＯＰＣが高速回転する高速な画像記録装置では
接触帯電器と有機感光層との接触面積を十分に確保する
ことができなかった。また、導電性繊維をエッチング繊
維ないし分割繊維にした場合、接触帯電器と有機感光層
との接触面積を数倍程度に拡大することは実現できる
が、導電性繊維の引っ張り強度が小さいため長寿命化で
きないという問題があった。

【００３０】実施例１の帯電ブラシ１１０は、主にカー
ボンナノチューブ１２０で有機感光層１０２と接触す
る。カーボンナノチューブには単層カーボンナノチュー
ブと多層カーボンナノチューブがあり、カーボンナノチ
ューブ１２０は単層カーボンナノチューブ及び多層カー
ボンナノチューブのいずれか一方又は両方を用いること
ができる。単層カーボンナノチューブは、触媒によって
大きさが異なり、直径が０．７〜５０ｎｍ、軸方向の長
さ（以後長さと略す）は１０ｎｍ〜１ｍｍであり、より
合成しやすい大きさとしては直径が０．７〜５ｎｍ、長
さが３０ｎｍ〜１００μｍである。

【００３１】一方、多層カーボンナノチューブは、直径
が１〜５００ｎｍで、長さが１０ｎｍ〜１ｍｍであり、
より合成しやすい大きさとしては直径が２〜５０ｎｍ
で、長さが１μｍ以上であり、単層カーボンナノチュー
ブ、多層カーボンナノチューブともアスペクト比が非常
に大きい極細の繊維形状をしている。なお、本発明で用
いるカーボンナノチューブは、上記大きさの範囲に限定
されるものではなく、直径が１μｍ未満のカーボンナノ
チューブであれば本発明に含まれるものとする。また、
カーボンナノチューブ１２０は、シームレス構造である
ため、非常に高い弾性率と、チューブの軸方向に対して
の大きな引っ張り強度を持つ。

【００３２】カーボンナノチューブ１２０は、極細の直
径を持つため、軸方向で導電性繊維１１２に密集して配
置することが可能である。また、カーボンナノチューブ
１２０は、大きな弾性を持つため、有機感光層１０２と
接触すると撓ることができ、カーボンナノチューブ１２
０の先端のみではなく、側面でも有機感光層１０２と接
触することができる。

【００３３】ここで、カーボンナノチューブ１２０は半
導体性や金属性の（つまりオーミック接触をしている）
導電特性を持つため、カーボンナノチューブ１２０から
電荷を直接に有機感光層１０２へ注入することが可能で
ある。そのため、導電性繊維１１２にカーボンナノチュ
ーブ１２０を接続した帯電ブラシ１１０においては、導
電性繊維１１２がエッチング繊維、分割繊維からなる従
来の帯電ブラシと比較し、有機感光層１０２と帯電ブラ
シ１１０との間で電荷の授受を行える面積、つまり実質
的な有機感光層１０２と帯電ブラシ１１０との接触面積
（以後導電性の接点と記述する）を著しく大きくでき、
その結果電荷の注入速度を向上させることができる。そ
のため、高速の画像記録装置においても、十分な帯電電
圧が得られる。

【００３４】また、カーボンナノチューブ１２０は軸方
向に対して大きな引っ張り強度を持つため、極細でも有
機感光層１０２との接触において破断することが非常に
少なく、長期的には帯電電圧のバラツキが非常に少な
く、帯電ブラシ１１０の長寿命化を実現できる。上述の
ようにカーボンナノチューブ１２０は、半導体性あるい
は金属性の電気伝導を示すが、帯電ブラシ１１０に用い
る場合には帯電ブラシ１１０と有機感光層１０２との接
触抵抗を小さくすることから金族性の電気伝導がより好
ましい。

【００３５】図２は単層カーボンナノチューブを切り開
いて広げた六員環の模式図を示す。六員環の二次元六角
格子の基本並進ベクトルをａ₁、ａ₂とすると、単層カー
ボンナノチューブのカイラルベクトルＣｈは以下のよう
に記述される。なお、図２に示す単層カーボンナノチュ
ーブのＣｈは（ｎ，ｍ）＝（３，０）を示している。

【００３６】Ｃｈ＝ｎａ₁＋ｍａ₂ ａ₁、ａ₂：二次元六角格子の基本並進ベクトルｎ，ｍ：整数単層カーボンナノチューブで金属性の導電性を示す条件
として既に以下のことが判っている。

【００３７】ｎ−ｍ＝３ｋｋ：整数よって、単層カーボンナノチューブを帯電ブラシ１１０
に用いる場合、以下の（１），（２）式を満たすと、帯
電ブラシ１１０と有機感光層１０２との接触抵抗を低減
でき、より好ましい。

【００３８】Ｃｈ＝ｎａ₁＋ｍａ₂ （１）ｎ−ｍ＝３ｋ（２）ａ₁、ａ₂：二次元六角格子の基本並進ベクトルｎ，ｍ，ｋ：整数なお、図２中に（１），（２）式を満たすＣｈを○で示
した。

【００３９】一方、多層カーボンナノチューブの場合、
各層のグラフェン間での相互作用が小さいため各層の導
電性が混合されたものとなり、概ね金属性の導電性を示
すが、帯電ブラシにより適した構造は一意には定められ
ない。しかしながら、単層カーボンナノチューブは１枚
のグラフェンのみが電気伝導に寄与するが、多層カーボ
ンナノチューブは各層のグラフェンが電気伝導に寄与す
るため、帯電ブラシ１１０に多層カーボンナノチューブ
１２０を用いると、より多くの電荷を有機感光層１０２
に注入できる利点がある。

【００４０】次に、カーボンナノチューブの作製法を述
べる。単層カーボンナノチューブは、陽極としてグラフ
ァイトにＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，
Ｉｒ，Ｐｔ，Ｌａ，Ｙ等の金属媒体を混合したコンポジ
ット棒を用い、陰極としてグラファイトを用い、１００
〜７００ＴｏｒｒのＨｅないしＨ₂の雰囲気でのアーク
放電により合成する。単層カーボンナノチューブは金属
触媒の種類によってチャンバー内壁の煤（チャンバー
煤）か、陰極表面の煤（陰極煤）の中に存在する。

【００４１】また、上記コンポジット棒を電気炉中で１
０００〜１４００℃に加熱し、５００ＴｏｒｒのＡｒ雰
囲気で、Ｎｄ：ＹＡＧパルスレーザから光を照射して単
層カーボンナノチューブを合成してもよい。合成した単
層カーボンナノチューブは、種々の不純物を含むため、
水熱法、遠心分離法、限外ろ過法等によって８０％以上
の純度に精製するのが良い。

【００４２】一方、多層カーボンナノチューブは、陰
極、陽極ともグラファイト棒を用い、１００〜７００Ｔ
ｏｒｒのＨｅ雰囲気でのアーク放電を用いて合成する。
多層カーボンナノチューブは陰極上の円柱状堆積物の中
心に存在する。また、ベンゼン、エチレン、アセチレン
等の炭化水素をＨ₂ガス流下で１０００〜１５００℃で
熱分解することによっても多層カーボンナノチューブが
得られる。

【００４３】多層カーボンナノチューブも、合成後は種
々の不純物が含まれるため、有機溶媒や界面活性剤が添
加された水溶液に分散した後、遠心分離法や限外ろ過法
によって高純度に精製するのが良い。尚、カーボンナノ
チューブは一般的に炭素原子のみで構成されているが、
構成原子の一部が他の原子、例えばＢ，Ｎ，Ｓｉ等で置
換されていても、金属性、半導体性の導電性を持つ限り
本発明に含まれるものとする。また、カーボンナノチュ
ーブの中空チューブ内似たの原子、例えば金属原子やII
I族、Ｖ族のドーパント等が封入されていても何ら構わ
ないものとする。

【００４４】なお、カーボンナノチューブの先端は閉
管、開管のどちらでもよい。

【００４５】次に、カーボンナノチューブが接続された
帯電ブラシ１１０の作製法の一例を述べる。図３は帯電
ブラシ１１０の作製法の一例を示す。なお、図３は帯電
ブラシの断面の一部を示し、帯電ブラシ１１０は円柱構
造をしており、導電性繊維１１２は金属芯１１１の側面
全てに接続されているものとする。（ａ）ＳＵＳ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕ等の金属や合金からな
る金属芯１１１に導電性繊維１１２を電気植毛によって
植え付ける（図３（ａ）参照）。導電性繊維１１２とし
ては直径が５〜２０μｍの導電性レーヨン、導電性ナイ
ロン、導電性ポリエステル等が使用でき、植毛の密度と
しては一般的な帯電ブラシと同様に５０〜３００本／ｍ
ｍ²程度にするのが良い。

【００４６】繊維に導電性を与える方法としては、カー
ボンブラックや金属微粒子を高分子の中に分散させる方
法もあるが、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）等
の電子受容性化合物とテトラチアフルバレン（ＴＴＦ）
等の電子供与性化合物から構成される電荷移動錯体を高
分子ネットワークに置換し高分子繊維全体に導電性を付
与してもよい。

【００４７】導電性繊維１１２は元々５〜２０μｍの径
で使用するため、従来の導電性ゴムと異なり適度な弾性
を維持する必要がない。そのため、種々の高分子材料が
使用でき、容易に低抵抗の導電性繊維が得られる。ま
た、導電性繊維１１２をパイル地にして、テープ状に切
断した後、金属芯１１１に巻き付けても良い。（ｂ）その後、導電性繊維１１２の先端にのみ導電性接
着剤１３０を厚さ２〜１０μｍで塗布し（図３（ｂ）参
照）、（ｃ）静電力を利用して、カーボンナノチューブ１２０
を導電性繊維１１２に吸い上げて接触させ（図３（ｃ）
参照）、（ｄ）その後、導電性接着剤１３０を熱硬化させ、カー
ボンナノチューブ１２０を固定し、帯電ブラシ１１０を
完成させる（図３（ｄ）参照）。

【００４８】また、導電性接着剤１３０の代りに導電性
繊維１１２自体を加熱し、カーボンナノチューブ１２０
を導電性繊維１１２に溶融させて固定してもよい。ま
た、１本の長い導電性繊維１１２にカーボンナノチュー
ブ１２０を導電性接着剤で接着した後、導電性繊維１１
２を１〜２ｍｍに切断し、この導電性繊維１１２を電気
植毛によって金属芯１１１に植え付けて帯電ブラシ１１
０としても良い。更に、カーボンナノチューブ１２０が
接着された長い導電性繊維１１２をパイル地にして、テ
ープ状に切断した後、この導電性繊維１１２を金属芯１
１１に巻き付けて帯電ブラシ１１０としても良い。

【００４９】図４は帯電ブラシ１１０の別の作製法を示
す。なお、図４は帯電ブラシ１１０の断面の一部を示し
ている。帯電ブラシ１１０は円柱構造をしており、導電
性繊維１１２は金属芯１１１の側面全てに接続されてい
るものとする。（ａ）ＳＵＳ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕ等の金属や合金からな
る金属芯１１１に導電性繊維１１２を電気植毛によって
植え付ける（図４（ａ）参照）。また、導電性繊維１１
２をパイル地にして、テープ状に切断した後、金属芯１
１１に巻き付けても良い。（ｂ）その後、導電性繊維１１２の先端にのみポリメチ
ルフェニルシラン１４０を厚さ０．１〜３μｍで塗布し
（図４（ｂ）参照）、（ｃ）その後、超高圧水銀により波長４００ｎｍ程度の
光を照射し、ポリメチルフェニルシラン１４０のＳｉ−
Ｓｉ結合を切断する（図４（ｃ）参照）。（ｄ）その後、図４（ｄ）に示すように、イソプロピル
アルコール中にカーボンナノチューブを分散させた溶液
（ＩＰＡ溶液と略す）１４１に導電性繊維１１２を浸漬
し、Ａｌ電極を対向電極１４２として金属芯１１１に外
部電源１４３を接続して外部電源１４３から金属芯１１
１に負電圧を印加して、電気泳動によりカーボンナノチ
ューブ１２０を導電性繊維１１２に接触させる。

【００５０】カーボンナノチューブ１２０は、印加され
た電界と平行な方向に移動し、導電性繊維１１２に接触
してＳｉ−Ｓｉ結合の切れたポリメチルフェニルシラン
１４０に突き刺さり固定化される（今後電気泳動法と略
す）。なお、金属芯１１１の側面にある全ての導電性繊
維１１２にカーボンナノチューブ１２０を固定化するた
めには、ＩＰＡ溶液１４１中で金属芯１１１の長さ方向
を円周方向に回転させればよい。（ｅ）その後、導電性繊維１１２をＩＰＡ溶液１４１か
ら引き上げ、イソプロピルアルコールを蒸発させ、帯電
ブラシ１１０を完成する。また、図３で述べたように、
１本の長い導電性繊維１１２にカーボンナノチューブ１
２０を電気泳動法によって固定化してから、導電性繊維
１１２を１〜２ｍｍに切断し、その後導電性繊維１１２
を電気植毛によって金属芯１１１に植え付けて帯電ブラ
シとしても良い。更に、カーボンナノチューブ１２０が
電気泳動法により固定化された長い導電性繊維１１２を
パイル地にして、テープ状に切断した後、この導電性繊
維１１２を金属芯１１１に巻き付けて帯電ブラシ１１０
としても良い。

【００５１】次に、被帯電体としてのＯＰＣ１００につ
いて述べる。ドラム形状のＡｌ基体１０１上に酸化チタ
ン微粒子をバインダー樹脂に分散させたホール注入阻止
層をディップコーティング法により厚さ１〜５μｍで形
成し、その後電荷発生層（以後ＣＧＬと略す）と電荷輸
送層（以後ＣＴＬと略す）からなる積層の有機感光層１
０２を形成した。ＣＧＬは、電荷発生材料（以後ＣＧＭ
と略す）をプチラール樹脂、熱硬化型の変性アクリル樹
脂、フェノール樹脂などのバインダー樹脂に分散させた
ものからなり、ディッピングコーティング法により厚さ
０．１〜１μｍで形成した。

【００５２】ＣＧＭとしては波長７４０〜７８０ｎｍ付
近に感度を持つスクエアリリウム色素、無金属フタロシ
アニン、金属フタロシアニン、アズレニウム塩色素、及
びアゾ顔料等や、６３５〜６５０ｎｍ付近に感度のある
チアピリリウム塩や多環キノン系、ペリレン系又はアゾ
顔料等が使用できる。

【００５３】ＣＴＬは、ホールのキャリア輸送材料（以
下ＣＴＭと略す）をピスフェノール系ポリカーボネイト
樹脂等のバインダー樹脂に分散させたものからなり、膜
厚が１０〜４０μｍ程度でディッピングコーディング法
によって形成した。ＣＴＭとしてはオキサジアゾール誘
導体、ピラリゾン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、
オキサゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、ブタ
ジエン誘導体などが用いられる。

【００５４】なお、本例では、光によって発生するキャ
リアのうちホールを用いるＯＰＣであるが、電子を発生
するＣＧＭ、電子を輸送するＣＴＭも若干ではあるが開
発されており、光生成キャリアのうち電子を用いるＯＰ
Ｃであっても何ら構わない。その場合は直流電源１０３
の正負が逆となり正帯電を行うものとして使用される
が、帯電ブラシとしては上記のものがそのまま使用でき
る。

【００５５】また、本例は機能分離型のＯＰＣを例に取
り説明を行ったが、本発明は機能分離型に限定されるわ
けではなく、単層型のＯＰＣであっても何ら構わない。
また、本例は感光体がドラム形状のＯＰＣであるが、Ａ
ｌ基体１１１の代りに表面に導電層を形成したベルトを
採用し、ベルト状のＯＰＣとしても良い。また、感光体
はシート状のＯＰＣでも良い。更に、本発明はＯＰＣに
用いられる接触型帯電器に限定されるわけではなく、Ｓ
ｅ系，ａ−Ｓｉ，ＺｎＯ等の無機感光体であっても同じ
接触型帯電器が使用できるので、感光体の種類が本発明
の接触型帯電器を限定するものではない。

【００５６】なお、本例は回転可能なロール状の帯電ブ
ラシであるが、固定ブラシであっても同様に本発明の効
果が得られ、帯電ブラシの形状は何ら問わないものとす
る。更に、上記帯電ブラシ１１０は直流電源１０３に接
続されているが、電源は直流に限定されるものではな
く、直流と交流が重畳されていても構わないものとす
る。

【００５７】実際に図３の作製法に従って帯電ブラシ１
１０を作製した。その構成を以下に示す。帯電ブラシ１１０ニップ幅：３．５ｍｍ、ＯＰＣ１
００への押し込み：０．７ｍｍ、周速：駆動手段により
ＯＰＣ１００の周速の４．４倍で逆方向に回転金属芯１
１１直径：１０ｍｍ、材質：ＳＵＳ導電性繊維１１２直径：１０μｍ、長さ：２ｍｍ、
密度：１２０本／ｍｍ■、材質：ＴＣＮＱとＴＴＦをド
ープしたナイロン繊維カーボンナノチューブ１２０直径：１０〜２５ｎ
ｍ、長さ：２０〜１００μｍ、、材質：多層カーボンナ
ノチューブ、合成法：アーク放電、精製：遠心分離法と
限外ろ過法の使用導電性接着剤１３０材質：熱硬化型エポキシ系導電
性接着剤上記の帯電ブラシ１１０を−５００Ｖの直流電源１０３
に接続し、ＣＴＬ／ＣＧＬ／ホール注入阻止層／Ａｌ基
体からなるＯＰＣ１００に接触させて帯電を行った。

【００５８】なお、ＯＰＣ１００の周速は３００ｍｍ／
ｓであるので、帯電ブラシ１１０とＯＰＣ１００との接
触時間は０．０５１ｓとなる。ＯＰＣ１００は帯電ブラ
シ１１０と接触する間に−４４０Ｖまで帯電され、導電
性繊維１１２にカーボンナノチューブ１２０を接続した
帯電ブラシ１１０が十分な帯電能力を持つことが確認さ
れた。また、ＯＰＣ１００の長手方向での帯電電圧のバ
ラツキは５％以内であり、十分な均一性が得られた。

【００５９】図５は本発明の別の接触型帯電器の例（以
下実施例２という）を示す。この実施例２は接触型帯電
器の形状として帯電ローラを用いたものである。実施例
２の帯電ローラ５１０は、金属芯５１１が導電性ゴム５
１２で被覆されており、さらに導電性ゴム５１２にはカ
ーボンナノチューブ５２０が植え付けられている構造を
持つ。そして、帯電ローラ５１０は主にカーボンナノチ
ューブ５２０でＯＰＣ５００の表面と接触している。な
お、ニップ部の一部の導電性ゴム５１２はＯＰＣ５００
の表面と直接に接触しても良いものとする。

【００６０】ＯＰＣ５００は、ドラム形状のＡｌからな
る基体５０１と、この基体５０１の上に形成された有機
感光層５０２からなる有機感光体（ＯＰＣ）で構成され
ており、必要に応じて基体５０１と有機感光層５０２と
の間に電荷注入阻止層が設けられる。帯電ローラ５１０
の金属芯５１１は外部の直流電源５０３に接続されて直
流電源５０３から電圧が印加され、主にカーボンナノチ
ューブ５２０から有機感光層５０２に直接に電子を注入
（つまり負帯電の電荷を注入）することでＯＰＣ５００
を帯電させる。なお、一部の電荷は有機感光層５０２と
直接に接触する導電性ゴム５１２から注入してもよく、
またカーボンナノチューブ５２０から電子が電界放出に
よって引き出されて有機感光層５０２を帯電しても構わ
ない。

【００６１】この実施例２の帯電ローラ５１０は有機感
光層５０２と帯電ローラ５１０との導電性の接点がカー
ボンナノチューブ５２０で構成される。カーボンナノチ
ューブは、ダングリングボンドを持たないため化学的に
安定であり、かつシームレス構造であるため機械的強度
が非常に強い。そのため、導電性の接点の安定性が非常
に良く、カーボンナノチューブを用いた帯電ローラは従
来の全体に導電性が付与された導電性ゴムや吸水性のス
ポンジローラと比較し、環境による変動がなく、長期に
渡って安定した帯電能力を維持できる。

【００６２】また、カーボンナノチューブ５２０は、極
細の直径を持つため、導電性ゴム５１２に密集して配置
することが可能である。また、カーボンナノチューブ５
２０は、大きな弾性を持つため、有機感光層５０２と接
触すると撓ることができ、カーボンナノチューブ５２０
の先端のみではなく側面でも有機感光層５０２と接触す
ることができる。そのため、導電性ゴム５１２にカーボ
ンナノチューブ５２０を接続した帯電ローラ５１０にお
いては、カーボンナノチューブを帯電ブラシに用いた場
合程著しくないが、有機感光層５０２との導電性の接点
を大きくでき、電荷の注入速度を向上できる。

【００６３】次に、この実施例２の帯電ローラ５１０の
作製法の一例を述べる。（ａ）ＳＵＳ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕからなる金属芯５１１
を導電性ゴム５１２でモールド工法により被覆する。導
電性ゴム５１２の厚さとしては１〜３０ｍｍが良い。ゴ
ムに導電性を与える方法としては、カーボンブラックや
金属粒子を高分子中に分散させる方法もあるが、電子受
容性化合物と電子供与性化合物から構成される電荷移動
錯体を高分子ネットワークに置換し高分子全体に導電性
を付与しても良い。なお、ゴムとしては、ＥＰＤＭ、ポ
リウレタン、ＮＢＲ、シリコーンゴム等が使用できる。（ｂ）その後、導電性ゴム５１２の表面に導電性接着剤
をロールコーターやスプレーによって厚さ１〜２μｍで
塗布し、（ｃ）その後、静電力を利用して、カーボンナノチュー
ブ５２０を導電性ゴム５１２に吸い上げて接触させ、（ｄ）その後、導電性接着剤を熱硬化させ、カーボンナ
ノチューブ５２０を固定し、帯電ローラ５１０を完成さ
せる。

【００６４】また、実施例１と同様に電気泳動法によっ
てカーボンナノチューブ５２０を導電性ゴム５１２に固
定し、帯電ローラ５１０としても良い。また、実施例２
の帯電ローラ５１０は直流電源５０３に接続されている
が、電源は直流に限定さるものではなく、直流と交流が
重畳されていても構わないものとする。実際に上記作製
方法によって帯電ローラ５１０を作製した。その構成を
以下に示す。

【００６５】帯電ローラ５１０ニップ幅：２．０ｍ
ｍ、周速：ＯＰＣ１００に従動して回転金属芯５１１直径：１０ｍｍ、材質：ＳＵＳ導電性ゴム５１２厚さ：５ｍｍ、材質：カーボンブ
ラックを分散したシリコーンゴムカーボンナノチューブ５２０直径：０．７〜２ｎ
ｍ、長さ：最大２０μｍ、、材質：単層カーボンナノチ
ューブ、合成法：Ｆｅ−Ｎｉ触媒を用いたアーク放電、
精製：限外ろ過法導電性接着剤材質：熱硬化型エポキシ系導電性接着
剤上記の帯電ローラ５１０を−５００Ｖの直流電源５０３
に接続し、ＣＴＬ／ＣＧＬ／ホール注入阻止層／Ａｌ基
体からなるＯＰＣ５００に接触させて帯電を行った。

【００６６】なお、ＯＰＣ５００の周速は１５０ｍｍ／
ｓであるので、帯電ローラ５１０とＯＰＣ５００との接
触時間は０．０１３ｓとなる。ＯＰＣ５００は帯電ロー
ラ５１０と接触する間に−３７０Ｖまで帯電され、導電
性ゴム５１２にカーボンナノチューブ５２０を接続した
帯電ローラ５１０が十分な帯電能力を持つことが確認さ
れた。また、湿度３０〜８０％ＲＨで同様の帯電試験を
行ったが、ＯＰＣ５００の帯電電圧のバラツキは１０％
以内であり、環境変動に対し十分な耐性を持つことが判
った。

【００６７】図６は本発明の別の接触型帯電器の例（以
下実施例３という）を示す。この実施例３は接触型帯電
器の形状として帯電ブレードを用いたものである。実施
例３の帯電ブレード６１０は金属板６１１の一面に導電
性ゴム６１２が貼り付けられ、さらに導電性ゴム６１２
にはカーボンナノチューブ６２０が植え付けられている
構造を持つ。そして、帯電ブレード６１０は主にカーボ
ンナノチューブ６２０でＯＰＣ６００の表面と接触して
いる。なお、ニップ部の一部の導電性ゴム６１２はＯＰ
Ｃ６００の表面と直接に接触しても良いものとする。

【００６８】ＯＰＣ６００は、ドラム形状のＡｌからな
る基体６０１と、この基体６０１の上に形成された有機
感光層６０２からなる有機感光体（ＯＰＣ）で構成され
ており、必要に応じて基体６０１と有機感光層６０２と
の間に電荷注入阻止層が設けられる。帯電ブレード６１
０の金属板６１１は外部の直流電源６０３に接続されて
直流電源６０３から電圧が印加され、主にカーボンナノ
チューブ６２０から有機感光層６０２に直接に電子を注
入（つまり負帯電の電荷を注入）することでＯＰＣ６０
０を帯電させる。なお、一部の電荷は有機感光層６０２
と直接に接触する導電性ゴム６１２から注入してもよ
く、またカーボンナノチューブ６２０から電子が電界放
出によって引き出されて有機感光層６０２を帯電しても
構わない。

【００６９】カーボンナノチューブ６２０は固体潤滑材
としての機能を持つ。この実施例３の帯電ブレード６１
０は有機感光層６０２と主にカーボンナノチューブ６２
０で接触するため、従来のカーボンナノチューブのない
帯電ブレードと比較し、帯電ブレード６１０とＯＰＣ６
００との摩擦係数を低減でき、長期の使用においては
「ＯＰＣ６００を削る」、「ＯＰＣ６００を摩耗させ
る」等の機械的ダメージを与えにくく、ＯＰＣ６００の
寿命を向上させることができる。

【００７０】また、カーボンナノチューブ６２０は、大
きな弾性を持つため、有機感光層６０２と接触すると撓
ることができ、カーボンナノチューブ６２０の先端のみ
ならず側面でも有機感光層６０２と接触することができ
る。そのため、導電性ゴム６１２にカーボンナノチュー
ブ６２０を接続した帯電ブレード６１０においては、帯
電ブラシに用いた場合程著しくはないが、有機感光層６
０２との導電性の接点を大きくでき、電荷の注入速度を
向上できる。

【００７１】次に、この実施例３の帯電ブレード６１０
の作製法の一例を述べる。（ａ）ＳＵＳ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕからなる金属板６１１
の一面に導電性ゴム６１２を貼り付ける。導電性ゴム６
１２の厚さとしては１〜３０ｍｍが良い。ゴムに導電性
を与える方法としては、カーボンブラックや金属粒子を
高分子中に分散させる方法もあるが、電子受容性化合物
と電子供与性化合物から構成される電荷移動錯体を高分
子ネットワークに置換し高分子全体に導電性を付与して
も良い。なお、ゴムとしては、ＥＰＤＭ、ポリウレタ
ン、ＮＢＲ、シリコーンゴム等が使用できる。（ｂ）その後、導電性ゴム６１２の表面に導電性接着剤
をロールコーターやスプレーによって厚さ１〜２μｍで
塗布し、（ｃ）その後、静電力を利用して、カーボンナノチュー
ブ６２０を導電性ゴム６１２に吸い上げて接触させ、（ｄ）その後、導電性接着剤を熱硬化させ、カーボンナ
ノチューブ６２０を固定し、帯電ブレード６１０を完成
させる。

【００７２】また、実施例１と同様に電気泳動法によっ
てカーボンナノチューブ６２０を導電性ゴム６１２に固
定し、帯電ブレード６１０としても良い。帯電ブレード
６１０は図７に示す作製方法によっても作ることができ
る。すなわち、（ａ）ｎ⁺Ｓｉ基板６５０を５０％ＨＦ水溶液に浸漬
し、この基板６５０の裏面に光を照射しながら電界エッ
チングを行い、基板６５０の表面にポーラスＳｉ層６５
１を形成する（図７（ａ）参照）。（ｂ）その後、ＨＦ水溶液から基板６５０を取り出し、
水洗／乾燥を行った後、ポーラスＳｉ層６５１上に電子
線を用いた真空蒸着法によってＦｅ層６５２を５ｎｍの
厚さで成膜する（図７（ｂ）参照）。（ｃ）その後、３００℃でアニールを行い、Ｆｅ層６５
２の表面を酸化する（図７（ｃ）参照）。（ｄ）そして、図７（ｄ）に示すように基板６５１を化
学的気相成長（以後ＣＶＤと略す）装置６５３に置き、
ＡｒとＣ₂Ｈ₂を流しながら７００℃でＣ₂Ｈ₂を熱分解
し、Ｆｅ層６５２上に多層カーボンナノチューブ６２０
を合成する。このとき、多層カーボンナノチューブ６２
０はＦｅ層６５２上に垂直に形成される。（ｅ）図７（ｅ）に示すようにＣＶＤ装置６５３から基
板６５１を取り出す。一方、ＳＵＳ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕ
等の金属、合金からなる金属板６１１の一面に導電性ゴ
ム６１２を貼り付け、その後導電性ゴム６１２の表面に
スピンコーターによって熱硬化型導電性接着剤６５４を
１〜３μｍの厚さで塗布する。ゴムに導電性を与える方
法としては、カーボンブラックや金属粒子を高分子中に
分散させる方法もあるが、電子受容性化合物と電子供与
性化合物から構成される電荷移動錯体を高分子ネットワ
ークに置換し高分子全体に導電性を付与しても良い。な
お、ゴムとしては、ＥＰＤＭ、ポリウレタン、ＮＢＲ、
シリコーンゴム等が使用できる。その後、導電性接着剤
６５４の塗布された導電性ゴム６１２を多層カーボンナ
ノチューブ６２０に押し当て（ｆ）加熱により導電性接着剤６５４を硬化させ、多層
カーボンナノチューブ６２０を導電性ゴム６１２に固定
し、Ｆｅ層６５２から多層カーボンナノチューブ６２０
を引き剥がし、帯電ブレード６１０を完成させる。

【００７３】なお、多層カーボンナノチューブ６２０は
Ｆｅ層６５２と強固の接着はしていないため、金属板６
１１と基板６５０を両側に引き剥がすように引っ張ると
多層カーボンナノチューブ６２０は帯電ブレード６１０
側に残る。この作製方法によると、カーボンナノチュー
ブが任意の方向に並んで合成できるので、精製する必要
がなく、簡便に帯電ブレード６１０が得られる。

【００７４】実際に図７の作製法に従って帯電ブレード
６１０を作製した。その構成を以下に示す。帯電ブレード６１０ニップ幅：４．０ｍｍ金属板６１１幅：４ｍｍ、材質：ＳＵＳ導電性ゴム６１２厚さ：３ｍｍ、材質：ＴＣＮＱと
ＴＴＦをドープしたポリウタンナイロンカーボンナノチューブ６２０直径：１４〜１８ｎ
ｍ、長さ：最大２５０μｍ、材質：多層カーボンナノチ
ューブ、合成法：ＡｒとＣ₂Ｈ₂を用いた熱ＣＶＤ法、精
製：なし導電性接着剤材質：熱硬化型エポキシ系導電性接着
剤上記の帯電ブレード６１０を−５００Ｖの直流電源６０
３に接続し、ＣＴＬ／ＣＧＬ／ホール注入阻止層／Ａｌ
基体からなるＯＰＣ６００に接触させて帯電を行った。

【００７５】尚、図６の帯電ブレード６１０は直流電源
６０３に接続されているが、電源は直流に限定されるも
のではなくも直流と交流が重畳されていても構わない。

【００７６】なお、ＯＰＣ６００の周速は２００ｍｍ／
ｓであるので、帯電ブレード６１０とＯＰＣ６００との
接触時間は０．０２ｓとなる。ＯＰＣ６００は帯電ブレ
ード６１０と接触する間に−３９０Ｖまで帯電され、導
電性ゴム６１２にカーボンナノチューブ６２０を接続し
た帯電ブレード６１０が十分な帯電能力を持つことが確
認された。また、ＯＰＣ６００と帯電ブレード６１０の
摩擦係数を測定したところ、カーボンナノチューブのな
い従来の帯電ブレードと比較し、実施例３の帯電ブレー
ド６１０は押圧の条件により摩擦係数が１／２〜１／１
０に低減していることが確認された。

【００７７】図８は本発明の別の接触型帯電器の例（以
下実施例４という）を示す。この実施例４は接触型帯電
器の形状として磁気ブラシを用いたものである。実施例
４の磁気ブラシ８１０は、磁界発生手段としてのＳ極と
Ｎ極からなる非回転のマグネットロール８１１と、この
マグネットロール８１１を囲んで回転する非磁性の導電
スリーブ８１２と、帯電部材である磁性導電粒子８１３
から構成され、磁性導電粒子８１３にカーボンナノチュ
ーブ８２０が植え付けられた構造となっている。そし
て、磁気ブラシ８１０は主にカーボンナノチューブ８２
０でＯＰＣ８００の表面と接触している。なお、一部の
磁性導電粒子８１３はＯＰＣ８００の表面と直接に接触
しても良いものとする。

【００７８】次に、ＯＰＣ８００について述べる。ＯＰ
Ｃ８００は、ドラム形状のＡｌからなる基体８０１と、
この基体８０１の上に形成された有機感光層８０２から
なる有機感光体（ＯＰＣ）で構成されており、必要に応
じて基体８０１と有機感光層８０２との間に電荷注入阻
止層が設けられる。磁気ブラシ８１０の導電スリーブ８
１２は外部の直流電源８０３に接続されて直流電源８０
３から電圧が印加され、主にカーボンナノチューブ８２
０から有機感光層８０２に直接に電子を注入（つまり負
帯電の電荷を注入）することでＯＰＣ８００を帯電させ
る。なお、一部の電荷は有機感光層８０２と直接に接触
する磁性導電粒子８１３から注入してもよく、またカー
ボンナノチューブ８２０から電子が電界放出によって引
き出されて有機感光層８０２を帯電しても構わない。

【００７９】実施例４の磁気ブラシ８１０は有機感光層
８０２と磁気ブラシ８１０との導電性の接点がカーボン
ナノチューブ８２０で構成される。カーボンナノチュー
ブ８２０は、極細の直径を持つため、磁性導電粒子８１
３に密集して配置することが可能である。また、カーボ
ンナノチューブ８２０は、大きな弾性を持つため、有機
感光層８０２と接触すると撓ることができ、カーボンナ
ノチューブ８２０の先端のみではなく側面でも有機感光
層８０２と接触することができる。そのため、磁性導電
粒子８１３にカーボンナノチューブ８２０を接続した磁
気ブラシ８１０においては、従来の磁性導電粒子と比較
し有機感光層８０２との導電性の接点を著しく大きくで
き、電荷の注入速度を大幅に向上できる。

【００８０】また、磁性導電粒子８１３の直径は、導電
性の接点の大きさにほとんど影響を与えないため、マグ
ネットロール８１１の磁力のみを考慮して決めることが
できる。その結果、導電性の接点を大きくしたままでニ
ップ幅を大きくでき、更に電荷の注入速度を向上でき
る。

【００８１】次に、この実施例４の磁気ブラシ８１０の
作製法の一例を述べる。（ａ）Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の金属や合金からなる磁性導
電粒子８１３の表面に導電性接着剤をスプレーによって
厚さ１〜２μｍで塗布し、（ｂ）その後、静電力を利用
して、カーボンナノチューブ８２０を磁性導電粒子８１
３に吸い上げて接触させ、（ｃ）その後、導電性接着剤
を熱硬化させ、カーボンナノチューブ８２０を磁性導電
粒子８１３に固定し、（ｄ）マグネットロール８１１を
囲む非磁性のＳＵＳからなる導電スリーブ８１２に
（ｃ）で完成した磁性導電粒子８１３を接触させ、磁気
ブラシ８１０を完成させる。

【００８２】なお、磁性導電粒子８１３の大きさは一般
的な磁気ブラシと同様に５〜１００μｍとするのが良
い。また、電気泳動法によって磁性導電粒子８１３にカ
ーボンナノチューブ８２０を固定しても良い。更に、図
９に示す作製方法でカーボンナノチューブ８２０を磁性
導電粒子８１３に固定しても良い。（ａ）Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の金属や合金からなる磁性導
電粒子８１３の表面にスパッタ法によりＮｉ層８６０を
成膜する（図９（ａ）参照）。（ｂ）その後、図９（ｂ）に示すようにプラズマエンハ
ンストホットフィラメントＣＶＤ（以後ＰＥ−ＨＦ−Ｃ
ＶＤと略す）装置８６１に磁性導電粒子８１３を置き、
ＮＨ₃を流しながらプラズマエッチングによりＮｉ層８
６０の膜厚を４０ｎｍ以下にする。（ｃ）その後、図９（ｃ）に示すようにＣ₂Ｈ₂とＮ₂を
流し７００℃以下でプラズマを生成してカーボンナノチ
ューブ８２０を合成する。なお、カーボンナノチューブ
８２０は磁性導電粒子８１３から垂直に成長する。（ｄ）そして、図９（ｄ）に示すようにＰＥ−ＨＦ−Ｃ
ＶＤ装置８６１からカーボンナノチューブ８２０を取り
出す。

【００８３】この作製方法によると、カーボンナノチュ
ーブ８２０は磁性導電粒子８１３に直接に結合した状態
で合成できるので、カーボンナノチューブ８２０を精製
する工程や磁性導電粒子８１３とカーボンナノチューブ
８２０を接触させる工程を省くことができ、簡便に磁気
ブラシ８１０が得られる。なお、図８の磁気ブラシ８１
０は直流電源８０３に接続されているが、電源は直流に
限定されるものではなく、直流に交流が重畳されていて
も構わない。

【００８４】実際に図９の作製方法によって磁気ブラシ
８１０を作製した。その構成を以下に示す。

【００８５】磁気ブラシ８１０ニップ幅：５．０ｍ
ｍ、周速：ＯＰＣ８００の周速の２倍でＯＰＣ８００と
は逆方向に回転マグネットロール８１１磁束密度：８００×１０^- ⁴
Ｔ（導電スリーブ８１２上で）導電スリーブ８１２直径：２０ｍｍ、材質：ＳＵＳ磁性導電粒子８１３直径：１０〜２０μｍ、材質：
Ｆｅ−Ｃｏ合金カーボンナノチューブ８２０直径：約１００ｎｍ、
長さ：約２０μｍ、、材質：多層カーボンナノチュー
ブ、合成法：Ｃ₂Ｈ₂とＮ₂を用いたＰＥ−ＨＦ−ＣＶＤ
法、精製：なし上記の磁気ブラシ８１０を−５００Ｖの直流電源８０３
に接続し、ＣＴＬ／ＣＧＬ／ホール注入阻止層／Ａｌ基
体からなるＯＰＣ８００に接触させて帯電を行った。

【００８６】なお、ＯＰＣ８００の周速は３００ｍｍ／
ｓであるので、磁気ブラシ８１０とＯＰＣ８００との接
触時間は０．０３３ｓとなる。ＯＰＣ８００は磁気ブラ
シ８１０と接触する間に−４７０Ｖまで帯電され、磁性
導電粒子８１３にカーボンナノチューブ８２０を接続し
た磁気ブラシ８１０は十分な帯電能力を持つことが確認
された。また、ＯＰＣ８００の長手方向での帯電電圧の
バラツキは５％以内であり、十分な均一性が得られた。

【００８７】次に、本発明の別の画像記録装置の実施例
（以下実施例５という）について説明する。この実施例
５は上記実施例〜４で作製した各々の接触型帯電器１１
０、５１０、６１０、８１０と−５００Ｖの直流電源１
０３、５０３、６０３、８０３を電子写真方式の複写機
からなる画像記録装置に帯電システムとして搭載し、テ
ストチャートの複写を行った。なお、現像装置は低電位
現像（白黒の２値現像）を行う現像装置を用い、階調は
ドット数で表示した。

【００８８】ここに、実施例５の複写機においては、ド
ラム型ＯＰＣが駆動手段により回転されて上記実施例１
〜４の接触型帯電器によりＯＰＣが均一に帯電された後
に露光装置によりＯＰＣが露光されることで静電潜像が
形成され、このＯＰＣ上の静電潜像が現像装置で現像さ
れてトナー像となる。このＯＰＣ上のトナー像が給紙装
置から給送された転写紙等の転写材へ転写手段により転
写され、この転写材上のトナー像が定着装置で定着され
て転写材が外部へ排出される。

【００８９】リファレンスは、５ｋＶの電源とコロトロ
ンとを帯電システムとして搭載した複写機を用いた。こ
のリファレンスは、帯電電圧が８００Ｖであったため低
電位現像を行わず、階調はアナログで表示した。実施例
５の複写機で複写を行った結果、全て良好な画像が得ら
れた。特に実施例１の帯電ブラシ１１０、実施例４の磁
気ブラシ８１０を用いた場合にはリファレンスの複写機
で得られた画像より多くの階調表示が可能で、解像度も
向上していた。

【００９０】なお、実施例２の帯電ローラ５１０、実施
例３の帯電ブレード６１０を搭載した場合に得られた画
像は、実施例１の帯電ブラシ１１０、実施例４の磁気ブ
ラシ８１０を用いた場合に得られた画像と比較して若干
劣化していたのは、低電位現像に起因するものであり、
今後現像が更に低電位化された際には同等の画像が得ら
れると推定される。

【００９１】また、実施例１〜４の接触型帯電器を搭載
した実施例５の複写機では感光体の帯電プロセス中には
オゾンやＮＯｘがほとんど検出されなかった。よって、
本発明の接触型帯電器を搭載した複写機の実施例では、
オゾンやＮＯｘを発生しないで、かつ帯電システムの外
部電源を低電圧化しつつ良好な画像記録を行えることが
確認された。また、実施例〜４の接触型帯電器を搭載し
た実施例５の複写機全てについて寿命試験を行ったとこ
ろ、長期に渡って良好な画像が得られ、実施例〜４の接
触型帯電器の長期信頼性が優れていることが判った。ま
た、これにより実施例１〜４の接触型帯電器の交換頻度
を少なくできた。

【００９２】更に、実施例１〜４の接触型帯電器を搭載
した実施例５の複写機全てにおいて、接触型帯電器がＯ
ＰＣを削ることはほとんど観察されず、従来の帯電ロー
ラや帯電ブレードを搭載した複写機と比較し、ＯＰＣの
寿命を格段に延ばすことができた。以上の結果から考え
ると、今後カーボンナノチューブの製造コストを低減で
きれば複写機のトータルコストを低減できる可能性があ
る。なお、プリンタ、ファクシミリ等の画像記録装置に
おいても、本発明を適用して同様の効果が得られること
が期待できる。

【００９３】次に、本発明の別の実施例（以下実施例６
という）について説明する。実施例６の接触型帯電器
は、実施例２の接触型帯電器において、カーボンナノチ
ューブ５２０とＯＰＣ５００との間の微小空隙に放電開
始電圧Ｖｔｈ以上の電圧を印加するようにしたものであ
る。

【００９４】実施例１〜５において帯電は主に電荷注入
によって行われていた。一般に大きな帯電電圧（６００
Ｖ〜１ｋＶ程度）が必要とされる場合、ＯＰＣの帯電は
主にＯＰＣと接触型帯電器との微小空隙でのコロナ放電
によって行われる。接触型帯電器においても、カーボン
ナノチューブとＯＰＣとの間の微小空隙に放電開始電圧
Ｖｔｈ以上の電圧が印加されると、ＯＰＣと接触型帯電
器との微小空隙でのコロナ放電が発生しＯＰＣが帯電さ
れる。特に、カーボンナノチューブは極細の針状をして
いるため、カーボンナノチューブの先端での不平等電界
が強くなり、Ｖｔｈを下げることができる。

【００９５】実際に実施例６のカーボンナノチューブ５
２０がＯＰＣ５００に接触した帯電ローラ５１０でＶｔ
ｈを測定したところ、そのＶｔｈがカーボンナノチュー
ブのない帯電ローラのＶｔｈよりも低下していることが
確認された。よって、カーボンナノチューブ先端でのコ
ロナ放電を用いてＯＰＣを帯電する場合、従来のローラ
帯電方式（帯電ローラを用いてコロナ放電を利用する帯
電方式）と比較し印加する電圧を小さくできた。

【００９６】また、微小空隙でのコロナ放電によってＯ
ＰＣを帯電させる場合に発生するオゾンやＮＯｘを測定
したところ、カーボンナノチューブが接続された帯電ロ
ーラはカーボンナノチューブのない従来の帯電ローラよ
りもオゾンやＮＯｘの発生が少なかった。これは、カー
ボンナノチューブの先端のみでコロナ放電が起きるた
め、カーボンナノチューブの接続された帯電ローラでは
放電空間が小さくかつ印加電圧が小さいため、オゾンや
ＮＯｘの発生が抑えられたためと考えられる。

【００９７】よって、帯電部材の先端にカーボンナノチ
ューブを接続した帯電ローラは、コロナ放電によってＯ
ＰＣを帯電させる場合も、オゾンやＮＯｘの低減や外部
電源の低電圧化といった利点がある。なお、実施例６は
帯電ローラからなるが、上記実施例１、３、４の帯電ブ
ラシ、帯電ブレード、磁気ブラシにおいてもカーボンナ
ノチューブとＯＰＣとの間の微小空隙に放電開始電圧Ｖ
ｔｈ以上の電圧を印加するようにすれば同様な効果があ
る。

【００９８】以上のように、本発明は、電荷注入や電界
放出、微小空間でのコロナ放電といった帯電方式に制限
されるものではなく、本発明の構造が含まれる全ての接
触型帯電器に適用することができる。また、上記実施例
では帯電ブラシ、帯電ローラ、帯電ブレード、磁気ブラ
シの実施例であるが、本発明は上記実施例の形状に限定
されるものではなく、本発明には帯電部材の先端にカー
ボンナノチューブが接続された全ての接触型帯電器が含
まれる。

【００９９】

【発明の効果】以上のように請求項１に係る発明によれ
ば、被帯電体とカーボンナノチューブで接触する。電荷
注入によって被帯電体を帯電させる場合、カーボンナノ
チューブは極細の直径を持つため、被帯電体との接触面
に密集して配置することが可能であり、かつカーボンナ
ノチューブは大きな弾性を持つため被帯電体と接触する
と撓ることができ、カーボンナノチューブの先端のみで
はなく側面でも被帯電体と接触することができ、実質的
に接触型帯電器と被帯電体との接触面積を大きくでき、
電荷の注入速度を向上できる。その結果、被帯電体に十
分な帯電電圧を与えることができる。

【０１００】また、被帯電体と接触型帯電器との微小空
隙でのコロナ放電で被帯電体を帯電させる場合には、カ
ーボンナノチューブが極細の針状をしているため、カー
ボンナノチューブ先端での不平等電界が強くなり、放電
開始電圧を下げることができる。そのため、従来のロー
ラ帯電方式と比較し印加する電圧を小さくでき、かつコ
ロナ放電空間を小さくできる。その結果、放電空間で発
生するオゾンやＮＯｘを低減できる。

【０１０１】また、カーボンナノチューブは軸方向に対
して大きな引っ張り強度を持つため、極細でも被帯電体
との接触において破断することが非常に少なく、長期的
には帯電電圧のバラツキが非常に少なく、接触型帯電器
の長寿命化を実現できる。

【０１０２】請求項２に係る発明によれば、カーボンナ
ノチューブが主にＣＨ＝ｎａ₁＋ｍａ₂ ｎ−ｍ＝３ｋａ₁，ａ₂：二次元六角格子の基本並進ベクトルｎ，ｍ，ｋ：整数なる式のカイラルベクトルＣｈで記述される単層カーボ
ンナノチューブであるため、単層カーボンナノチューブ
は金属性の電導性を持ち、接触型帯電器と被帯電体との
接触抵抗を小さくすることができる。その結果、より効
率的な電荷注入が可能になる。

【０１０３】請求項３に係る発明によれば、カーボンナ
ノチューブが多層カーボンナノチューブであるため、概
ね金属性の電導性を持ち、かつ多層カーボンナノチュー
ブを構成する各層のグラフェンが電気伝導に寄与するた
め、より多くの電荷を被帯電体に注入できる。

【０１０４】請求項４に係る発明によれば、導電性繊維
の表面にカーボンナノチューブがある帯電ブラシであ
り、カーボンナノチューブは極細の直径を持つため軸方
向で導電性繊維に密集して配置することが可能である。
また、カーボンナノチューブは大きな弾性を持つため、
被帯電体と接触すると撓ることができ、カーボンナノチ
ューブの先端のみではなく側面でも被帯電体と接触する
ことができる。そのため、導電性繊維がエッチング繊
維、分割繊維からなる従来の帯電ブラシと比較し、被帯
電体と帯電ブラシとの間で接触面積を著しく大きくでき
る。その結果、電荷注入の速度を向上できる。

【０１０５】請求項５に係る発明によれば、被帯電体と
帯電ローラとの導電性の接点がカーボンナノチューブで
構成され、カーボンナノチューブはダングリングボンド
を持たないため化学的に安定であり、かつシームレス構
造であるため機械的強度が非常に強い。そのため、導電
性の接点の安定性が非常に良く、従来の全体に導電性が
付与された導電性ゴムや吸水性のスポンジローラと比較
し、環境による変動が少なく、長期に渡って安定した帯
電能力を維持できる。

【０１０６】また、カーボンナノチューブは極細の直径
を持つため導電性ゴムなどに密集して配置することが可
能である。また、カーボンナノチューブは大きな弾性を
持つため、被帯電体と接触すると撓ることができ、カー
ボンナノチューブの先端のみではなく側面でも被帯電体
と接触することができる。そのため、被帯電体との導電
性の接点を大きくでき、電荷の注入速度を向上できる。

【０１０７】請求項６に係る発明によれば、被帯電体と
主にカーボンナノチューブで接触し、カーボンナノチュ
ーブは、固体潤滑材としての機能を持つため、従来のカ
ーボンナノチューブのない帯電ブレードと比較し、帯電
ブレードと被帯電体との摩擦係数を低減でき、長期の使
用においては「被帯電体を削る」、「被帯電体を摩耗さ
せる」等の機械的ダメージを与えにくく、被帯電体の寿
命を向上できる。また、カーボンナノチューブは大きな
弾性を持つため、被帯電体と接触すると撓ることがで
き、カーボンナノチューブの先端のみならず側面でも被
帯電体と接触することができる。そのため、被帯電体と
の導電性の接点を大きくでき、電荷の注入速度を向上で
きる。

【０１０８】請求項７に係る発明によれば、磁性導電粒
子の表面にカーボンナノチューブがあり、カーボンナノ
チューブは極細の直径を持つため磁性導電粒子に密集し
て配置することが可能である。また、カーボンナノチュ
ーブは大きな弾性を持つため、被帯電体と接触すると撓
ることができ、カーボンナノチューブの先端のみではな
く側面でも被帯電体と接触することができる。そのた
め、従来の磁性導電粒子と比較し被帯電体との導電性の
接点を著しく大きくでき、電荷の注入速度を向上でき
る。また、磁性導電粒子の直径は導電性の接点の大きさ
にほとんど影響を与えないため、磁界発生手段の磁力の
みを考慮して決めることができる。その結果、導電性の
接点を大きくしたままでニップ幅を大きくでき、更に電
荷の注入速度を向上できる。

【０１０９】請求項８に係る発明によれば、請求項１〜
７のいずれかに記載の接触型帯電器を有するため、電荷
注入で被帯電体を帯電させる場合も、被帯電体と接触型
帯電器との微小空隙のコロナ放電で被帯電体を帯電させ
る場合でも、被帯電体に十分な帯電電圧を与えることが
でき、引き続き現像を行うことによって良好な画像が得
られる。特に帯電ブラシ、磁気ブラシを搭載した場合に
は階調性の優れた画像が得られる。

【０１１０】また、電荷注入で被帯電体を帯電させる場
合は帯電プロセス中でオゾンやＮＯｘが発生せず、また
微小空隙でのコロナ放電で被帯電体を帯電させる場合は
コロナ放電空間を小さくでき、かつ放電空間で発生する
オゾンやＮＯｘを低減できる。また、電荷注入、微小空
隙でのコロナ放電でそれぞれ被帯電体を帯電させる各方
式の両方で帯電効率が良くなるため、画像記録装置に搭
載する帯電用の外部電源を低電圧化できる。更に、接触
型帯電器の長期信頼性が向上し、被帯電体特にＯＰＣの
寿命が延びることによって、接触型帯電器や被帯電体特
にＯＰＣの交換頻度を少なくできる。よって、将来的に
はカーボンナノチューブの製造コストを更に下げること
によって画像記録装置のトータルコストを低減できる可
能性もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す断面図である。

【図２】単層カーボンナノチューブの六員環を示す模式
図である。

【図３】上記実施例１の作製方法の一例を示す図であ
る。

【図４】上記実施例１の作製方法の別の一例を示す図で
ある。

【図５】本発明の実施例２を示す断面図である。

【図６】本発明の実施例３を示す断面図である。

【図７】上記実施例３の作製方法の一例を示す図であ
る。

【図８】本発明の実施例４を示す断面図である。

【図９】上記実施例４の磁性導電粒子の作製方法の一例
を示す図である。

【図１０】従来の導電性ゴムローラの印加電圧と帯電電
圧との関係を示す特性を示す図である。

【図１１】従来の帯電ブラシを示す断面図である。

【図１２】従来の磁気ブラシを示す断面図である。

【図１３】従来の別の磁気ブラシを示す断面図である。

【符号の説明】

１００、５００、６００、８００ＯＰＣ１０３、５０３、６０３、８０３直流電源１１０帯電ブラシ１１１、５１１金属芯１１２導電性繊維１２０、５２０、６２０、８２０カーボンナノチ
ューブ５１０帯電ローラ５１２導電性ゴム６１０帯電ブレード６１１金属板６１２導電性ゴム８１０磁気ブラシ８１１マグネットロール８１２導電スリーブ８１３磁性導電粒子

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年２月９日（２０００．２．９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】請求項２に係る発明は、請求項１記載の接
触型帯電器において、前記カーボンナノチューブが主にＣh＝ｎa₁ ＋ｍa₂ ｎ−ｍ＝３ｋa₁ ，a₂ ：二次元六角格子の基本並進ベクトルｎ，ｍ，ｋ：整数なる式のカイラルベクトルＣhで記述される単層カーボ
ンナノチューブであるものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】図２は単層カーボンナノチューブを切り開
いて広げた六員環の模式図を示す。六員環の二次元六角
格子の基本並進ベクトルをa₁ 、a₂ とすると、単層カーボ
ンナノチューブのカイラルベクトルＣhは以下のように
記述される。なお、図２に示す単層カーボンナノチュー
ブのＣhは（ｎ，ｍ）＝（３，０）を示している。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】Ｃh＝ｎa₁ ＋ｍa₂ a₁ 、a₂ ：二次元六角格子の基本並進ベクトルｎ，ｍ：整数単層カーボンナノチューブで金属性の導電性を示す条件
として既に以下のことが判っている。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】Ｃh＝ｎa₁ ＋ｍa₂ （１）ｎ−ｍ＝３ｋ（２）a₁ 、a₂ ：二次元六角格子の基本並進ベクトルｎ，ｍ，ｋ：整数なお、図２中に（１），（２）式を満たすＣhを○で示
した。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４３】多層カーボンナノチューブも、合成後は種
々の不純物が含まれるため、有機溶媒や界面活性剤が添
加された水溶液に分散した後、遠心分離法や限外ろ過法
によって高純度に精製するのが良い。尚、カーボンナノ
チューブは一般的に炭素原子のみで構成されているが、
構成原子の一部が他の原子、例えばＢ，Ｎ，Ｓｉ等で置
換されていても、金属性、半導体性の導電性を持つ限り
本発明に含まれるものとする。また、カーボンナノチュ
ーブの中空チューブ内に他の原子、例えば金属原子やII
I族、Ｖ族のドーパント等が封入されていても何ら構わ
ないものとする。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】また、導電性接着剤１３０の代りに導電性
繊維１１２自体を加熱し、カーボナノチューブ１２０を
導電性繊維１１２に融着させて固定してもよい。また、
１本の長い導電性繊維１１２にカーボンナノチューブ１
２０を導電性接着剤で接着した後、導電性繊維１１２を
１〜２ｍｍに切断し、この導電性繊維１１２を電気植毛
によって金属芯１１１に植え付けて帯電ブラシ１１０と
しても良い。更に、カーボンナノチューブ１２０が接着
された長い導電性繊維１１２をパイル地にして、テープ
状に切断した後、この導電性繊維１１２を金属芯１１１
に巻き付けて帯電ブラシ１１０としても良い。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】図４は帯電ブラシ１１０の別の作製法を示
す。なお、図４は帯電ブラシ１１０の断面の一部を示し
ている。帯電ブラシ１１０は円柱構造をしており、導電
性繊維１１２は金属芯１１１の側面全てに接続されてい
るものとする。（ａ）ＳＵＳ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕ等の金属や合金からな
る金属芯１１１に導電性繊維１１２を電気植毛によって
植え付ける（図４（ａ）参照）。また、導電性繊維１１
２をパイル地にして、テープ状に切断した後、金属芯１
１１に巻き付けても良い。（ｂ）その後、導電性繊維１１２の先端にのみポリメチ
ルフェニルシラン１４０を厚さ０．１〜３μｍで塗布し
（図４（ｂ）参照）、（ｃ）その後、超高圧水銀灯により波長４００ｎｍ程度
の光を照射し、ポリメチルフェニルシラン１４０のＳｉ
−Ｓｉ結合を切断する（図４（ｃ）参照）。（ｄ）その後、図４（ｄ）に示すように、イソプロピル
アルコール中にカーボンナノチューブを分散させた溶液
（ＩＰＡ溶液と略す）１４１に導電性繊維１１２を浸漬
し、Ａｌ電極を対向電極１４２として金属芯１１１に外
部電源１４３を接続して外部電源１４３から金属芯１１
１に負電圧を印加して、電気泳動によりカーボンナノチ
ューブ１２０を導電性繊維１１２に接触させる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５３】ＣＴＬは、ホールのキャリア輸送材料（以
下ＣＴＭと略す）をビスフェノール系ポリカーボネイト
樹脂等のバインダー樹脂に分散させたものからなり、膜
厚が１０〜４０μｍ程度でディッピングコーディング法
によって形成した。ＣＴＭとしてはオキサジアゾール誘
導体、ピラリゾン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、
オキサゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、ブタ
ジエン誘導体などが用いられる。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５７】実際に図３の作製法に従って帯電ブラシ１
１０を作製した。その構成を以下に示す。帯電ブラシ１１０ニップ幅：３．５ｍｍ、ＯＰＣ１
００への押し込み：０．７ｍｍ、周速：駆動手段により
ＯＰＣ１００の周速の４．４倍で逆方向に回転金属芯１
１１直径：１０ｍｍ、材質：ＳＵＳ導電性繊維１１２直径：１０μｍ、長さ：２ｍｍ、
密度：１２０本／ｍｍ ²、材質：ＴＣＮＱとＴＴＦをド
ープしたナイロン繊維カーボンナノチューブ１２０直径：１０〜２５ｎ
ｍ、長さ：２０〜１００μｍ、、材質：多層カーボンナ
ノチューブ、合成法：アーク放電、精製：遠心分離法と
限外ろ過法の併用導電性接着剤１３０材質：熱硬化型エポキシ系導電
性接着剤上記の帯電ブラシ１１０を−５００Ｖの直流電源１０３
に接続し、ＣＴＬ／ＣＧＬ／ホール注入阻止層／Ａｌ基
体からなるＯＰＣ１００に接触させて帯電を行った。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６５】帯電ローラ５１０ニップ幅：２．０ｍ
ｍ、周速：ＯＰＣ１００に従動して回転金属芯５１１直径：１０ｍｍ、材質：ＳＵＳ導電性ゴム５１２厚さ：５ｍｍ、材質：カーボンブ
ラックを分散したシリコーンゴムカーボンナノチューブ５２０直径：０．７〜２ｎ
ｍ、長さ：最大２０μｍ、材質：単層カーボンナノチュ
ーブ、合成法：Ｆｅ−Ｎｉ触媒を用いたアーク放電、精
製：限外ろ過法導電性接着剤材質：熱硬化型エポキシ系導電性接着
剤上記の帯電ローラ５１０を−５００Ｖの直流電源５０３
に接続し、ＣＴＬ／ＣＧＬ／ホール注入阻止層／Ａｌ基
体からなるＯＰＣ５００に接触させて帯電を行った。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７４】実際に図７の作製法に従って帯電ブレード
６１０を作製した。その構成を以下に示す。帯電ブレード６１０ニップ幅：４．０ｍｍ金属板６１１幅：４ｍｍ、材質：ＳＵＳ導電性ゴム６１２厚さ：３ｍｍ、材質：ＴＣＮＱと
ＴＴＦをドープしたポリウレタンナイロンカーボンナノチューブ６２０直径：１４〜１８ｎ
ｍ、長さ：最大２５０μｍ、材質：多層カーボンナノチ
ューブ、合成法：ＡｒとＣ2Ｈ2を用いた熱ＣＶＤ法、精
製：なし導電性接着剤材質：熱硬化型エポキシ系導電性接着
剤上記の帯電ブレード６１０を−５００Ｖの直流電源６０
３に接続し、ＣＴＬ／ＣＧＬ／ホール注入阻止層／Ａｌ
基体からなるＯＰＣ６００に接触させて帯電を行った。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８２】なお、磁性導電粒子８１３の大きさは一般
的な磁気ブラシと同様に５〜１００μｍとするのが良
い。また、電気泳動法によって磁性導電粒子８１３にカ
ーボンナノチューブ８２０を固定しても良い。更に、図
９に示す作製方法でカーボンナノチューブ８２０を磁性
導電粒子８１３に固定しても良い。（ａ）Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の金属や合金からなる磁性導
電粒子８１３の表面にスパッタ法によりＮｉ層８６０を
成膜する（図９（ａ）参照）。（ｂ）その後、図９（ｂ）に示すようにプラズマエンハ
ンストホットフィラメントＣＶＤ（以後ＰＥ−ＨＦ−Ｃ
ＶＤと略す）装置８６１に磁性導電粒子８１３を置き、
ＮＨ3を流しながらプラズマエッチングによりＮｉ層８
６０の膜厚を４０ｎｍ以下にする。（ｃ）その後、図９（ｃ）に示すようにＣ2Ｈ2とＮ2を
流し７００℃以下でプラズマを生成してカーボンナノチ
ューブ８２０を合成する。なお、カーボンナノチューブ
８２０は磁性導電粒子８１３から垂直に成長する。（ｄ）そして、図９（ｄ）に示すようにＰＥ−ＨＦ−Ｃ
ＶＤ装置８６１からカーボンナノチューブ８２０が、接
続された磁性導電粒子８１３を取り出す。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８７】次に、本発明の別の画像記録装置の実施例
（以下実施例５という）について説明する。この実施例
５は上記実施例１〜４で作製した各々の接触型帯電器１
１０、５１０、６１０、８１０と−５００Ｖの直流電源
１０３、５０３、６０３、８０３を電子写真方式の複写
機からなる画像記録装置に帯電システムとして搭載し、
テストチャートの複写を行った。なお、現像装置は低電
位現像（白黒の２値現像）を行う現像装置を用い、階調
はドット数で表示した。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９１】また、実施例１〜４の接触型帯電器を搭載
した実施例５の複写機では感光体の帯電プロセス中には
オゾンやＮＯｘがほとんど検出されなかった。よって、
本発明の接触型帯電器を搭載した複写機の実施例では、
オゾンやＮＯｘを発生しないで、かつ帯電システムの外
部電源を低電圧化しつつ良好な画像記録を行えることが
確認された。また、実施例１〜４の接触型帯電器を搭載
した実施例５の複写機全てについて寿命試験を行ったと
ころ、長期に渡って良好な画像が得られ、実施例１〜４
の接触型帯電器の長期信頼性が優れていることが判っ
た。また、これにより実施例１〜４の接触型帯電器の交
換頻度を少なくできた。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９４】実施例１〜５において帯電は主に電荷注入
によって行われていた。一般に大きな帯電電圧（６００
Ｖ〜１ｋＶ程度）が必要とされる場合、ＯＰＣの帯電は
主にＯＰＣと接触型帯電器との微小空隙でのコロナ放電
によって行われる。本発明の接触型帯電器においても、
カーボンナノチューブとＯＰＣとの間の微小空隙に放電
開始電圧Ｖｔｈ以上の電圧が印加されると、ＯＰＣと接
触型帯電器との微小空隙でのコロナ放電が発生しＯＰＣ
が帯電される。特に、カーボンナノチューブは極細の針
状をしているため、カーボンナノチューブの先端での不
平等電界が強くなり、Ｖｔｈを下げることができる。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１０２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１０２】請求項２に係る発明によれば、カーボンナ
ノチューブが主にＣh＝ｎa₁ ＋ｍa₂ ｎ−ｍ＝３ｋa₁ ，a₂ ：二次元六角格子の基本並進ベクトルｎ，ｍ，ｋ：整数なる式のカイラルベクトルＣhで記述される単層カーボ
ンナノチューブであるため、単層カーボンナノチューブ
は金属性の電導性を持ち、接触型帯電器と被帯電体との
接触抵抗を小さくすることができる。その結果、より効
率的な電荷注入が可能になる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者曳地秀一東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内 (72)発明者藤村格東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内 (72)発明者中山喜萬大阪府枚方市香里ヶ丘１−14−２９号棟 404 Ｆターム(参考） 2H003 AA18 BB11 CC04 CC05 CC06 3J103 AA02 AA51 AA72 FA30 GA02 GA33 GA52 GA57 GA58 GA60 HA04 HA19 HA20 HA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体の表面と接触し、被帯電体に電圧
を印加することによって被帯電体を所定の表面電位に帯
電させる接触型帯電器において、被帯電体と接触する面
にカーボンナノチューブがあることを特徴とする接触型
帯電器。
【請求項２】請求項１記載の接触型帯電器において、前
記カーボンナノチューブが主にＣＨ＝ｎａ₁＋ｍａ₂ ｎ−ｍ＝３ｋａ₁，ａ₂：二次元六角格子の基本並進ベクトルｎ，ｍ，ｋ：整数なる式のカイラルベクトルＣｈで記述される単層カーボ
ンナノチューブであることを特徴とする接触型帯電器。
【請求項３】請求項１記載の接触型帯電器において、前
記カーボンナノチューブが多層カーボンナノチューブで
あることを特徴とする接触型帯電器。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の接触型帯
電器であって帯電ブラシからなり、この帯電ブラシの導
電性繊維の表面に前記カーボンナノチューブがあること
を特徴とする接触型帯電器。
【請求項５】請求項１〜３のいずれかに記載の接触型帯
電器であって帯電ローラからなることを特徴とする接触
型帯電器。
【請求項６】請求項１〜３のいずれかに記載の接触型帯
電器であって帯電ブレードからなることを特徴とする接
触型帯電器。
【請求項７】請求項１〜３のいずれかに記載の接触型帯
電器であって磁気ブラシからなり、この磁気ブラシの磁
性導電粒子の表面に前記カーボンナノチューブがあるこ
とを特徴とする接触型帯電器。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の接触型帯
電器を有することを特徴とする画像記録装置。